天体望遠鏡（双眼鏡）の定義
天体望遠鏡や天体双眼鏡は、星、惑星、人工衛星などの天体を肉眼で鮮明に見るために用いられる光学機器です。天体の大きさは非常に大きいものの、天体間の距離が非常に遠いため、肉眼で観察すると小さく見えます。天体望遠鏡は、天体の像を拡大することで、肉眼で鮮明に見ることができるようにする役割を果たします。
天体望遠鏡の種類
天体望遠鏡には、屈折望遠鏡と反射望遠鏡など、いくつかの種類があります。屈折望遠鏡は、ケプラー望遠鏡とも呼ばれ、筒の両端に配置された2つの凸レンズで構成されています。観測者の目から遠い凸レンズは対物レンズと呼ばれ、目に近い凸レンズは接眼レンズと呼ばれます。天体の鮮明な像を作るには、対物レンズの表面積を大きくする必要があります。大口径のレンズを作るのは難しいため、屈折望遠鏡はそれほど大きくありません。非常に大きな望遠鏡は通常、反射望遠鏡です。反射望遠鏡は、対物鏡として凹面鏡を使用します。
この記事では、屈折式天体望遠鏡、すなわちケプラー式望遠鏡について解説します。
屈折式天体望遠鏡の仕組み
屈折式天体望遠鏡は、2枚の凸レンズで構成されています。観察者の目から遠い方の凸レンズを対物レンズ、観察者の目に近い方の凸レンズを接眼レンズまたは接眼レンズと呼びます。物体と対物レンズとの距離が遠いため、物体と対物レンズとの間にできる角度は非常に小さくなります。そのため、対物レンズは像を接眼レンズに近づけることで角度を大きくする役割を果たします。接眼レンズは角度を拡大することで、網膜上に形成される像を大きくする役割を果たします。
物体と対物レンズ間の距離は非常に遠く、無限遠とみなされます。凸レンズの記事で説明したように、物体が非常に遠い、または無限遠にある場合、像は対物レンズの焦点に正確に位置します。像は実像で、倒立像で、縮小像です。像が対物レンズの焦点にあるため、像と対物レンズ間の距離 (s ob ') は対物レンズの焦点距離 (f ob )と等しくなります。
対物レンズによって生成される像は実像であり、したがって接眼レンズによって物体として認識されます。目が最小調節状態にある場合、接眼レンズによって形成される像は無限遠にあります。このことは、トピックで説明されています。 凸レンズ像接眼レンズによって形成される像が無限遠にあるため、対物レンズによって生成され、接眼レンズによって物体とみなされる実像は、対物レンズの焦点にあるだけでなく、接眼レンズの焦点にもある必要があります。したがって、図に示すように、2つの対物レンズの焦点と接眼レンズの第一焦点が一致すると結論付けることができます。接眼レンズの焦点距離（f）がok）は、接眼レンズから実像までの距離（s）と同じです。ok）接眼レンズによって形成される最終像は、虚像で、倒立像で、拡大像であり、無限遠に位置します。像距離が無限であるということは、像の大きさが無限であることを意味するわけではありません。
上記の画像と説明に基づくと、単純な望遠鏡の対物レンズと接眼レンズの間の距離は、単純な望遠鏡の長さ = 対物レンズの焦点距離 (f ob ) + 接眼レンズの焦点距離 (f ok ) であると結論付けられます。
目が最大限に調節すると、接眼レンズによって形成される像は、通常の目の近く、つまり接眼レンズの前方約25cmの地点に形成され、その像距離（s ok '）は接眼レンズの焦点距離（f ok）よりも小さくなります。接眼レンズによって形成される像距離（s ok '）は接眼レンズの焦点距離（f ok ）よりも小さいため、像は虚像で倒立像となります。より詳しい説明は、星空望遠鏡（双眼鏡）の公式に関する項目を参照してください。
天体望遠鏡の総合倍率
天体望遠鏡を通して見える物体の像の大きさは、調節力が最小の目で観察した場合と、調節力が最大の目で観察した場合とでは、どちらが大きいでしょうか？対物レンズと接眼レンズには、焦点距離の長い凸レンズと焦点距離の短い凸レンズのどちらを使うのが良いでしょうか？これらの疑問は、星空望遠鏡（双眼鏡）の公式を学べば解決できます。
